加氢反应器及其入口扩散器制造技术

本发明专利技术公开了一种入口扩散器，其包括：套筒，其由同轴设置的内筒和外筒构成，内筒的底端高于外筒的底端，内筒和外筒之间为持液区；环形底板，其同轴连接在外筒的底端，环形底板与内筒之间形成液相通道，液相通道的面积小于或等于持液区的面积；顶盖，其设置在内筒的上方，顶盖与内筒之间形成气相通道；转轴，其同轴穿设在内筒中；至少一层螺旋叶片，其设置在内筒内并带动转轴旋转；以及至少一层溅板，其呈开口向下的锥形结构，溅板联动地连接在转轴的下端

【技术实现步骤摘要】
加氢反应器及其入口扩散器


[0001]本专利技术涉及加氢反应设备
，尤其是反应器规模较大的加氢反应设备，特别涉及一种加氢反应器及其入口扩散器
。

技术介绍

[0002]近年来，随着经济的快速发展和环保意识的增强，对石化产品的质量和环保要求越来越高
。
作为生产清洁燃料的技术手段之一，加氢技术在炼油工业中的重要性和发挥的作用越来越大
。
在加氢装置中，同加氢催化剂技术和加氢工艺技术一样，加氢反应器内构件技术也是反应系统的重要组成部分，三者构成了反应器性能的三因素
。
[0003]加氢过程为放热反应，物料分布不均匀会导致催化剂润湿效果好的部位反应程度剧烈，反应速率越快生成的热量越多，进而影响反应器的径向温差
。
当径向温差较大时，催化剂局部温度升高形成过热点，使得这部分催化剂性能过早失活，损害催化剂的性能，甚至会导致催化剂部分区域的结焦
、
板结，物料无法正常流过
。
由于固定床加氢反应器为滴流床流态，板结区域下方的催化剂不能继续发挥作用，会极大降低催化剂的使用寿命与装置的开工周期，而且出现局部板结现象还会导致催化剂床层压力降升高，被动提高反应器的操作压力，一方面造成能耗的增加，另一方面为装置的稳定运行带来隐患
。
压力降的过快升高达到反应器设计值时，不得不非正常停工，进行撇头处理，额外支出检维修费用，同时催化剂的筛分也会造成催化剂的流失与浪费
。
[0004]在加氢装置中，作为关键设备的加氢反应器，按一定比例混氢后的原料油借助加氢催化剂的作用，完成了精制和裂化等反应
。
加氢反应器内的加氢反应能否稳定操作，加氢催化剂能否充分地发挥其作用，产品质量是否能够达到优质，很大程度上取决于气液相在催化剂床层中分布的均匀性
。
入口扩散器作为介质进入反应器的第一个部件，其作用一方面是通过扰动促使气液两相均匀混合，另一方面是将气液两相扩散到整个截面上，消除其对顶分配盘的垂直冲击，为分配盘创造稳定的工作条件
。
气液两相在催化剂床层中的分布是否均匀，则与加氢反应器内构件的设计有着密切的关系
。
可以说，内构件性能的好坏直接影响到催化剂寿命
、
产品质量和装置的运转周期，采用一套性能优良的加氢反应器内构件不亚于更换一种活性更高的加氢催化剂
。
[0005]专利文献
CN106268524A
公开了一种扩散器及固定床反应器，该扩散器设置于反应器本体的入口处，包括筒体以及设置于筒体中的旋流板，筒体顶部设置有气液物料入口，底部侧面设置有气液物料扩散口，旋流板为沿筒体的轴向延伸至气液物料扩散口的曲面板
。
专利文献
CN205495530U
公开了一种旋流式入口扩散器，包括同轴连接的筒体
、
缓冲板
、
盖板和碎流板，筒体的顶端焊接有法兰，筒体的底端安装有中心开设圆形出口的底板，底板上固定有数个呈螺旋状排布的导流板，围成中心为圆柱状的混合腔作为气液介质的通道
。
具有缓冲效果强，气液混合充分，液相喷洒面积大等优点，能够降低液相沿径向分配的峰值，将气液介质均匀地扩散到整个反应器截面上，为催化加氢反应的稳定进行创造条件
。
[0006]随着加氢装置逐渐进入向大型化发展的阶段，现有技术在应对设备大型化方面存
在显著问题，首先由于加氢反应器的入口需要与管道相连，所以其直径具有一定的上限，并不能随着反应器直径的扩大任意增加，目前反应器直径与入口直径之比最大已经达到
10
倍以上
。
传统的入口扩散器多采用气相夹带液相的方式实现介质的分布，以扩大液相物料在整个反应器截面的喷洒面积，但从流体运动的过程分析，当气相从入口扩散器内进入反应器后，由于反应器直径与入口管线直径之间的巨大差异，其累积的速度会迅速减小
。
而当液相失去气相的持续推动后，也会在重力作用下快速滑落，即使设置了不同形式的溅板结构，依然无法满足大型化加氢反应器对于物料分布面积的需求
。
[0007]其次，传统的入口分配器多采用固定式结构，缺少对物料流量波动的适应能力，即当其结构参数确定之后，液相的实际喷洒面积只受液相流速的影响，也就是完全由液相量决定
。
在实际工况中，液相进料量都是处在不断波动的状态，通常达不到管内流速的上限，导致入口扩散器无法实现长周期满负荷稳定运行
。
当液相量减少的时候流速相应降低，喷洒范围会产生向加氢反应器中心区域缩聚的现象，服务面积随之减小，不能为顶部分配盘创造稳定的工作条件
。
[0008]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术
。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的之一在于，提供一种加氢反应器及其入口扩散器，从而改善超大型加氢反应器中液相物料喷洒面积不足的问题
。
[0010]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种入口扩散器，其包括：套筒，其由同轴设置的内筒和外筒构成，内筒的底端高于外筒的底端，内筒和外筒之间为持液区；环形底板，其同轴连接在外筒的底端，环形底板与内筒之间形成液相通道，液相通道的面积小于或等于持液区的面积；顶盖，其设置在内筒的上方，顶盖与内筒之间形成气相通道；转轴，其同轴穿设在内筒中，转轴的下端穿过环形底板；至少一层螺旋叶片，其设置在内筒内并带动转轴旋转；以及至少一层溅板，其呈开口向下的锥形结构，溅板联动地连接在转轴的下端
。
[0011]进一步，上述技术方案中，每一层溅板的锥角为
90
～
180
°
。
[0012]进一步，上述技术方案中，每一层溅板由多个扇形片间隔分布组成，每一层溅板的扇形片数量为3～8个
。
[0013]进一步，上述技术方案中，扇形片的外端设有锯齿
。
[0014]进一步，上述技术方案中，扇形片的外缘延伸有水平段
。
[0015]进一步，上述技术方案中，当设有两层溅板时，上层溅板的扇形片与下层溅板的扇形片交错布置
。
[0016]进一步，上述技术方案中，当设有两层溅板时，上层溅板的锥角大于下层溅板的锥角
。
[0017]进一步，上述技术方案中，溅板上设有多个降液孔
。
[0018]进一步，上述技术方案中，多个降液孔沿以转轴为圆心的同心圆分布
。
[0019]进一步，上述技术方案中，每一层螺旋叶片的数量为3～5个；螺旋叶片的迎风面在轴向，桨叶角为
50
～
78
°
。
[0020]进一步，上述技术方案中，顶盖为锥形<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种入口扩散器，其特征在于，包括：套筒，其由同轴设置的内筒和外筒构成，所述内筒的底端高于所述外筒的底端，所述内筒和所述外筒之间为持液区；环形底板，其同轴连接在所述外筒的底端，所述环形底板与所述内筒之间形成液相通道，液相通道的面积小于或等于持液区的面积；顶盖，其设置在所述内筒的上方，所述顶盖与所述内筒之间形成气相通道；转轴，其同轴穿设在所述内筒中，所述转轴的下端穿过所述环形底板；至少一层螺旋叶片，其设置在所述内筒内并带动所述转轴旋转；以及至少一层溅板，其呈开口向下的锥形结构，所述溅板联动地连接在所述转轴的下端
。2.
根据权利要求1所述的入口扩散器，其特征在于，每一层溅板的锥角为
90
～
180
°
。3.
根据权利要求1所述的入口扩散器，其特征在于，每一层溅板由多个扇形片间隔分布组成，每一层溅板的扇形片数量为3～8个
。4.
根据权利要求3所述的入口扩散器，其特征在于，所述扇形片的外端设有锯齿
。5.
根据权利要求3所述的入口扩散器，其特征在于，所述扇形片的外缘延伸有水平段
。6.
根据权利要求3所述的入口扩散器，其特征在于，当设有两层溅板时，上层溅板的扇形片与下层溅板的扇形片交错布置
。7.
根据权利要求1所述的入口扩散器，其特征在于，当设有两层溅板时，上层溅板的锥角大于下层溅板的锥角
。8.
根据权利要求1所述的入口扩散器，其特征在于，所述溅板上设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜阳，杨秀娜，阮宗琳，于颖，高峰，
申请(专利权)人：中石化大连石油化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：